重组竹喷蒸热压工艺的研究

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本论文研究重组竹喷蒸热压工艺,通过导热仪分析重组竹的导热性能,对喷蒸热压过程的传热机理分析,利用Fluent实现喷蒸热压过程的建模及预测传热曲线,设计正交实验控制喷蒸热压过程中喷蒸时间、喷蒸时板坯密度、热压时间等工艺因素,对重组竹的静曲强度、弹性模量、含水率、密度、内结合强度、2h水煮内结合强度等性能进行检测,优化重组竹喷蒸热压工艺,进一步指导工业生产,对比研究喷蒸热压和常规热压制得的重组竹和刨花板剖面密度曲线,验证了喷蒸热压工艺热压效率高、产品性能好的优势,得到如下结论:1)通过实验测得重组竹板材的导热系数在0.11w/m?k-1—0.13w/m?k-1之间,其与密度和含水率成一次线性正相关关系,具体来说就是重组竹板材密度越大,导热系数越大,含水率越高,导热系数越大。2)通过酚醛胶的DSC试验,结合峰值的计算,发现压制厚度为50mm的重组竹板坯所需热量为4447.5k J,通过计算推算出此条件下热压板内所需温差为94.5℃。设计验证试验,结合温度仪得出热压板内温差达到94.5℃时所需热压时间为20min,检测板材的力学性能发现推算出的所需温差具有一定参考性。3)通过Fluent建立喷蒸热压重组竹的传热模型,模型运算后发现,建立的喷蒸热压传热模型与实际试验所得值趋势相同,数值基本吻合,能够较准确的反应喷蒸热压过程中板坯内部的温度随时间变化情况,具有较高的可信度,可以用此模型来分析预测板坯内部的实际传热过程。4)经过正交试验和分析后得出,对于压制幅面1100mm×500mm,厚度50mm,密度0.9g/cm3的重组竹,较优工艺参数为:热压温度170℃,热压压力4.7MPa,喷蒸时间55s、喷蒸密度0.5g/cm3、热压时间18min。5)喷蒸热压比常规热压的板坯密度分布更均匀。喷蒸热压制成的重组竹端面密度(VDP)曲线平缓,各层密度分布平均,而常规热压而成的重组竹VDP曲线有明显波动,板坯表层与芯层密度差异变大。6)喷蒸热压比常规热压的板材物理性能好。常规热压板材的较大剖面密度差异会使VDP曲线显得陡峭,板材的静曲强度和弹性模量变大,内结合强度变小,边部握钉力减小,喷蒸热压加热均匀,板材表芯层密度差异小,VDP曲线平缓。
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